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公開番号2025173704
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-11-28
出願番号2024079394
出願日2024-05-15
発明の名称表示装置
出願人キヤノン株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類G02B 27/02 20060101AFI20251120BHJP(光学)
要約【課題】観察者が自然な画像観察を行えるようにする。
【解決手段】表示装置100は、撮像光学系21R,21Lを通して外界を撮像する撮像系2と、該撮像系により生成された外界画像を含む原画像を表示する表示素子12R,12Lからの光を表示光学系11R,11Lにより観察者の眼に導くことで表示画像の観察を可能とする表示系1とを有する。撮像光学系の入射瞳が、眼が配置される観察位置よりも外界側に位置する。観察位置から、表示画像と該表示画像の外側の周辺外界とを観察可能である。表示装置100は、表示画像と周辺外界との間に遮蔽領域を形成する遮蔽手段SHR,SHLを有する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
撮像光学系を通して外界を撮像する撮像系と、該撮像系により生成された外界画像を含む原画像を表示する表示素子からの光を表示光学系により観察者の眼に導くことで表示画像の観察を可能とする表示系とを有する表示装置であって、
前記撮像光学系の入射瞳が、前記眼が配置される観察位置よりも前記外界側に位置し、
前記観察位置から、前記表示画像と該表示画像の外側の周辺外界とを観察可能であり、
前記表示画像と前記周辺外界との間に遮蔽領域を形成する遮蔽手段を有することを特徴とする表示装置。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記表示光学系は、前記光を表示素子側から外側へ向かって反射して前記眼に導く光学素子を有することを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記遮蔽手段は、前記表示光学系の出射面に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項４】
前記表示光学系を覆う外装部材を有し、
前記遮蔽手段は、前記外装部材に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項５】
前記遮蔽手段は、前記表示光学系における光学有効領域外に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項６】
前記遮蔽手段は、前記表示光学系における光学有効領域の一部にかかるように設けられていることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項７】
前記表示素子から前記表示光学系に入射した前記光が該表示光学系の出射面に向かって進む第１の方向において、前記眼が前記遮蔽領域の周辺外界側の端を向いた状態で前記眼に前記周辺外界からの光が入射する最小画角をωｓ、前記状態での前記眼に対する前記表示系の最大表示半画角をωｄ２とするとき、
ωｓ／ωｄ２＞１
なる条件を満足することを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項８】
１．０５≦ωｓ／ωｄ２≦１．５０
なる条件を満足することを特徴とする請求項７に記載の表示装置。
【請求項９】
前記表示素子から前記表示光学系に入射した前記光が該表示光学系の出射面に向かって進む第１の方向に直交する第２方向において、前記眼が前記遮蔽領域の周辺外界側の端を向いた状態で前記眼に前記周辺外界からの光が入射する最小画角をωｓｖ、前記状態での前記眼に対する前記表示系の最大表示半画角をωｄ２ｖとするとき、
ωｓｖ／ωｄ２ｖ＞１
なる条件を満足することを特徴とする請求項７に記載の表示装置。
【請求項１０】
前記撮像系および前記表示系が、観察者の右眼と左眼のそれぞれに対して設けられており、
前記外側は、左右方向および上下方向のうち少なくとも一方の外側であることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像系を有する表示装置に関する。
続きを表示（約 1,300 文字）【背景技術】
【０００２】
複合現実感（ＭＲ：Mixed Reality）や拡張現実感（ＡＲ：Augmented Reality）用途のビデオシースルー型ＨＭＤ（Head Mounted Display）は、撮像系により取得した外界画像をＣＧ（Computer Graphics）画像と合成して表示光学系を介して観察者に表示する。
【０００３】
特許文献１には、透過面、反射透過面および反射面を有する自由曲面プリズムを用いた表示光学系を有するビデオシースルー型ＨＭＤが開示されている。このＨＭＤでは、表示光学系よりも外界側に撮像系を設け、撮像系で取得した外界画像を含む原画像を表示素子に表示し、表示光学系を介して表示画像を拡大表示する。特許文献２には、撮像光学系の入射瞳を表示光学系の射出瞳に対して外界方向に離し、かつ撮像光学系の光軸と表示光学系の光軸とを一致させたビデオシースルー型ＨＭＤが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
国際特許ＷＯ２００８／０９６７１９号公報
特許第３６０４９７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のようなビデオシースルー型ＨＭＤでは、観察者が自然な画像観察を行えることが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一側面としての表示装置は、撮像光学系を通して外界を撮像する撮像系と、該撮像系により生成された外界画像を含む原画像を表示する表示素子からの光を表示光学系により観察者の眼に導くことで表示画像の観察を可能とする表示系とを有する。撮像光学系の入射瞳が、眼が配置される観察位置よりも外界側に位置する。観察位置から、表示画像と該表示画像の外側の周辺外界とを観察可能である。表示画像と周辺外界との間に遮蔽領域を形成する遮蔽手段を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、表示画像と外界の自然な観察を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
実施例１のＨＭＤのＹＺ断面図。
実施例１のＨＭＤにおいて右眼が回転した状態を示すＹＺ断面図。
実施例１のＨＭＤのＸＺ断面図。
実施例１の効果を説明する図。
実施例２のＨＭＤのＹＺ断面図。
実施例３のＨＭＤのＹＺ断面図。
図６の一部を拡大した図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。
【００１０】
実施例の表示装置は、撮像光学系を通して外界を撮像する撮像系と、該撮像系により生成された外界画像を含む原画像を表示する表示素子からの光を表示光学系により観察者の眼に導くことで表示画像の観察を可能とする表示系とを有する。そして、該表示装置は、観察者の眼が配置される観察位置から、表示画像と該表示画像の外側の周辺外界とを観察可能な、所謂ビデオシースルー＋シーアラウンドビュー型のＨＭＤである。
（【００１１】以降は省略されています）

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